Урок-лекция по теме: "Генная инженерия"
Цели:
- сформировать у учащихся знания о генной инженерии, познакомить со стадиями метода рекомбинантных плазмид: созданием вектора, трaнcформацией, скринингом; с задачами генной инженерии и значением для человека, растений, животных;
- продолжить формирование умений работать с текстом учебника и выделять главное, вести грамотно и аккуратно записи со слов учителя, работать с тестами, дополнительной литературой.
Оборудование: рисованная таблица “Стадии метода рекомбинативных плазмид”, тесты.
Ход урока
I. Организационный момент.
II. Подготовка к восприятию нового материала.
- Фронтальная беседа.
- Что называется геном?
- В виде чего записана информация о белках? Обо всех белках организма?
- Почему именно о белках?
- Одинаковые ли белки образуются у различных организмов?
- Можно ли утверждать, что белки определяют видовую специфичность?
Проблемный вопрос. Как вы думаете, может ли какой-нибудь другой организм, например, бактерия, синтезировать белок человеческого организма?
III. Изучение нового материала.
Сегодня на уроке мы познакомимся с методами генной инженерии, которые позволяют бактериальным клеткам синтезировать “человеческий” белок, подробно остановимся на стадиях одного из методов - рекомбинативных плазмид,чтобы понять сущность этого процесса, поговорим о значении генной инженерии. План нашей лекции на доске. По ходу изучения вопросов, делайте в своих тетрадях соответствующие записи.
План лекции (на доске).
1. Генная инженерия. Цели генной инженерии.
2. История генной инженерии.
3. Метод реконструирования и переноса рекомбинантных плазмид. Стадии метода.
А) Создание вектора.
1. Рестрикция.
2. Лигирование.
Б) Tрaнcформация.
В) Скрининг.
4. Синтез гена искусственным путём.
5. Значение и перспективы генной инженерии.
Слово учителя.
1. Генная инженерия. Цели генной инженерии.
Генная инженерия – это совокупность методов, позволяющих посредством операций in vitro (в пробирке, вне организма), переносить генетическую информацию из одного организма в другой. Цель генной инженерии в получении клеток (в первую очередь бактериальных), способных в промышленных масштабах наpaбатывать некоторые “человеческие” белки; в возможности преодолевать межвидовые барьеры и передавать отдельные наследственные признаки одних организмов другим (использование в селекции растений, животных).
2. История генной инженерии.
Формальной датой рождения генной инженерии считают 1972 год. В этот год группа исследователей во главе с американским биохимиком Полом Бергом, работавшим в Стэнфордском университете, что неподалеку от Сан-Франциско в Калифорнии, сообщила о создании вне организма первой рекомбинантной ДНК. Ее еще называют гибридной, т.к. она состоит из ДНК-фрагментов различных организмов. Первая рекомбинантная молекула ДНК состояла из фрагментов кишечной палочки (E. Coli – Escherihia coli), группы генов самой этой бактерии и полной ДНК вируса SV40, вызывающего развитие опухолей у обезьяны. Такая рекомбинантная структура теоретически могла обладать функциональной активностью в клетках, как кишечной палочки, так и обезьяны. Она могла как челнок “ходить” между бактерией и животным. За эту работу Полу Бергу в 1980 году присуждена Нобелевская премия. Основные методы генной инженерии были разработаны в начале 70-х годов прошлого (XX) века. Их суть заключается во введении в организм нового гена. Для этого создают специальные генетические конструкции ? векторы, т.е. устройство для доставки нового гена в клетку. В качестве вектора используют плазмиды.
Что такое плазмиды? ( Кольцевая двухцепочечная молекула ДНК, которая есть в бактериальной клетке. (Она состоит из нескольких тысяч пар нуклеотидов)).
В бактериальной клетке, кроме основной, не покидающей клетку ДНК, может содержаться несколько различных плазмид, которыми она обменивается с другими бактериями. Плазмиды являются автономными генетическими элементами, редуплицирующимися в бактериальной клетке не в то же время, что основная молекула ДНК. Плазмиды несут жизненно важные для бактерии гены – гены лекарственной устойчивости к антибактериальным препаратам. Бактерия, имеющая различные плазмиды, приобретает устойчивость к различным антибиотикам, к солям тяжелых металлов. Поскольку плазмиды могут переходить из одной бактериальной клетки в другую, то они быстро распространяясь среди бактерий, сохраняют им жизнь. Поэтому плазмиды называют даром природы генным инженерам.
3. Методы генной инженерии.
Наиболее распространенными методом генной инженерии является метод конструирования и переноса рекомбинантных ДНК. Этот метод включает несколько этапов.
1. Создание вектора.
Этот этап состоит из двух последовательных стадий: рестрикции и лигирования.
Рестрикция – означает “разрезание”, “ограничение”. При помощи фермента ? рестрикционной эндонуклеазы или рестриктазы, открытой в 1974 году швейцарским ученым Вернером Арбером, происходит разрезание плазмидной ДНК, образуется расщепленная плазмида с “липкими” концами ? ТТАА и ААТТ. ( Бактериальные клетки выpaбатывают рестриктазы для разрушения инородной ДНК, чтобы защищаться от вирусной инфекции.) Этой же рестриктазой разрезают ДНК человека (выделенную из клетки) на множество различных фрагментов, но с одинаковыми “липкими” концами. Поскольку используется один и тот же фермент ? рестриктаза ? “ липкие” концы плазмиды и “липкие” концы ДНК человека (чужеродный ген) будут являться комплементарными. <Рисунок 1>
Лигирование - “сшивание”. Фрагменты ДНК человека включают в плазмиды и их комплементарные “липкие” концы “сшивают” ферментом лигазой. Образуется рекомбинантная плазмида.< Рисунок 1>
2. Tрaнcформация – введение.
Рекомбинантные плазмиды вводят в бактериальные клетки (E. Coli), обработанные специальным образом, чтобы они на короткое время стали проницаемы для макромолекул. Однако, плазмиды проникают лишь в часть обработанных клеток. <Рисунок 1>. Tрaнcформированные бактерии вместе с плазмидой приобретают устойчивость к определённому антибиотику. Это позволяет отделить трaнcформированные бактерии от нетрaнcформированных, так как они погибают на среде, содержащей антибиотик. Чтобы их отделить друг от друга, бактерии высевают на питательную среду так, чтобы клетки находились на расстоянии друг от друга. Каждая из трaнcформированных клеток размножается и образует колонию из многочисленных потомков – клон. < Рисунок 2>
3. Скрининг – отбор среди клонов трaнcформированных бактерий тех, которые содержат плазмиды, несущие нужный ген человека.
Все бактериальные колонии покрывают специальным фильтром. Когда его снимают, на нём остаётся отпечаток колоний. Затем проводят молекулярную гибридизацию. Фильтры погружают в раствор с радиоактивно меченым зондом. Зонд – это полинуклеотид, комплементарный части искомого гена (Р32). Он гибридизируется лишь с теми рекомбинантными плазмидами, которые имеют нужный ген. После гибридизации на фильтр в темноте накладывают рентгеновскую плёнку и через несколько часов её проявляют. Засвечиваются те участки на плёнке, где располагаются клоны трaнcформированных бактерий с нужным геном. Их отбирают, размножают (клонируют), так как они способны выpaбатывать белок, кодируемый этим геном. <Рисунок 2>
Закрепление объяснённого материала.
- Как называется рассмотренный нами метод генной инженерии?
- Из каких этапов он состоит?
- Что такое вектор?
- Сколько стадий включает этап создания вектора?
- Опишите эти стадии.
- Что такое трaнcформация?
- Что такое скрининг?
- Опишите скрининг.
4. Синтез гена искусственным путём.
Не всегда удаётся вырезать точный ген с помощью рестриктаз. Многие гены расщепляются этими ферментами на несколько частей, некоторые не содержат последовательностей, узнаваемых рестриктазами. Тогда поступают другим образом. Самостоятельная работа с текстом учебника. Прочитайте текст стр. 102 – 103 со слов “Поэтому в ряде случаев…” до слов “ С помощью клонирования….” и ответьте на вопрос: “Как получить клон с нужным в данном случае геном?”
Ответ.
Начинается клонирование с целенаправленного получения нового гена. Для этого из клеток человека выделяют и – РНК – копию этого гена. С помощью фермента обратной трaнcкриптазы, открытой в 1970 году Д. Балтимором и Г. Теминым (американские ученые – лауреаты Нобелевской премии) синтезируют коплементарную цепь ДНК. Затем эта цепь ДНК служит матрицей для синтеза обратной трaнcкриптазой комплементарной второй цепи ДНК, которая называется к-ДНК (комплементарная ДНК). Она соответствует гену, с которого считала информация и – РНК, запущенная в систему обратной трaнcкриптазой. Комплементарная ДНК (к – ДНК) встраивается в бактериальную плазмиду, которой трaнcформируют бактерии и получают клоны, содержащие только выбранные гены человека.
5. Значение и перспективы генной инженерии.
Значение генной инженерии велико. О достижениях генной инженерии и перспективах послушаем сообщение учащегося. (Приложение 1).
VI. Закрепление.
Тестовая работа. Выбери правильный ответ. Четыре варианта. (Приложение 2, 3)
. На развороте доски написаны ответы для проверки. Учащиеся обмениваются тестами, проверяют и оценивают их.Доска. Ответы на тесты.
| Варианты – 1, 3 | Варианты – 2 ,4 |
| 1.в | 1.б |
| 2.г | 2.в |
| 3.б | 3.г |
| 4.б | 4.в |
| 5.а | 5.в |
Оценка.
- “5” -5 правильных ответов.
- “4” - 4 правильных ответов.
- “3” - 3 правильных ответа.
V. Задание на дом. По учебнику А. О. Рувинского параграф 17, вопросы после параграфа, записи в тетради.
Комментарии:
Углубленное изучение биологии не может ограничиваться лишь традиционными занятиями или чтением спецлитературы. Оно предполагает применение разнообразных форм индивидуальных и групповых занятий, в числе которых "биологический бой" является одной из самых эффективных для контроля и актуализации знаний учеников. Данная форма разработана автором и применяется на уроках и в процессе подготовки к биологическим олимпиадам, ее эффективность многократно подтверждена результатами учащихся....
14 10 2025 15:52:23
В процессе усвоения биологии учащиеся овладевают учебными знаниями, умениями и навыками, что способствует повышению уровня их познавательной самостоятельности. Усвоение учащимися системы биологических знаний – необходимое условие формирования их мировоззрения, гигиенического, пoлoвoго, экологического, трудового и нравственного воспитания....
13 10 2025 17:44:26
Процесс откладывания икры самками и оплодотворение ее cпepматозоидами самцов называется нерестом. На период нереста рыбы ищут благоприятные условия для развития потомства, поэтому часто уходят из привычных мест обитания....
12 10 2025 1:34:20
Интегрированный урок по данной теме помогает студентам установить взаимосвязь в проявлениях темперамента и личности; способствует формированию навыков самоуправления и самовоспитания в процессе общения с окружающими. ...
11 10 2025 21:49:38
Парвовирусный энтерит провоцирует не только развитие профузного поноса. У собаки отмечается тошнота, рвота, она отказывается от приема пищи, а порой и воды....
10 10 2025 15:58:38
На данном уроке учащиеся узнают анатомо-физиологические понятия о сердечном цикле и автоматизме работы сердца.
...
09 10 2025 23:22:11
Урок закрепления и обобщения знаний, полученных на предыдущих уроках, лучше всего провести в виде игры. В этом случае учащиеся в лёгкой, непринужденной форме повторяют, систематизируют и обобщают материал, изученный ими раньше.
...
08 10 2025 8:29:39
В ходе самостоятельной работы учащихся на уроке осуществляется развитие личности, компетентной в сфере самостоятельной познавательной деятельности. В рамках поставленной цели решаются следующие задачи: организация навыков самообразования, формирование умений самостоятельной работы, повышение уровня самоорганизации и самоконтроля....
07 10 2025 21:56:30
Урок проводится в 6-м классе как заключительный и посвящается обобщению и систематизации знаний, которые учащиеся получили во время изучения темы "Побег". Форма урока – игра. Ученики используют разнообразный дидактический и раздаточный инструментарий, лабораторное оборудование....
06 10 2025 16:23:59
Целью урока является закрепление изученного материала о свойствах воды. Выбранная форма – игра – призвана вызвать положительные эмоции у школьников, усилить запоминание материала, формировать интерес к предмету. Во время урока используются разнообразные формы проверки знаний: индивидуальная, устная работа, тестирование, отгадывание кроссворда и др....
05 10 2025 18:30:43
Урок посвящен процессам, происходящим в верхнем отделе пищеварения – ротовой полости, и важному разговору о гигиене ротовой полости, о здоровье и красоте....
04 10 2025 23:55:33
Почему инфузорий считают наиболее высокоорганизованными простейшими и какого значение простейших в биоценозах и жизни человека? На эти вопросы позволяет ответить данный урок. Учащиеся знакомятся со строением и жизнедеятельностью инфузорий. Интерес у учащихся вызывает материал о значении простейших и их пpaктическом значении для человека....
03 10 2025 15:51:25
Урок формирует понятие об оси Земли, Северном и Южном полушарии, экваторе. Учит определять разными способами стороны света, показывает уменьшенную модель планеты Земля....
02 10 2025 5:53:50
Цель урока: активизация познавательной деятельности учащихся на уроках биологии. В уроке отражена групповая работа (метод «мозгового штурма») по заданной схеме с заданиями, позволяющими применять учащимися знания, приобретенные ранее, а также обобщить тему «Грибы». В уроке представлен опыт работы по формированию поисковых, информационных умений, развивающих навыки самостоятельной деятельности....
01 10 2025 1:17:36
На уроке учащиеся знакомятся с особенностями строения растений класса двудольных, хаpaктерными признаками растений семейства розоцветных, их роли в природе и в жизни человека.
...
30 09 2025 21:30:44
Используя слайды и интеpaктивные тренажеры, учащиеся закрепляют знания по многообразию живых организмов, их принадлежности к определенному царству живой природы. Знакомясь с видеофрагментами, фотоизображениями ученики формулируют понятие "среда обитания организмов", составляют опopный конспект, хаpaктеризующий различные среды обитания, выявляют черты приспособленности организмов....
29 09 2025 1:59:43
Урок биологии в 8-м классе знакомит учащихся с особенностями строения органа зрения человека. Мультимедийная презентация к уроку позволяет использовать не только иллюстративный материал, но и множество интеpaктивных заданий. На данном уроке происходит не только знакомство с терминами и понятиями, также выполняется ряд пpaктических работ, результаты которых учащимися самостоятельно оформляются в рабочих листах....
28 09 2025 20:50:48
В результате работы ученики показали на пpaктике как оказать первую помощь при разных видах кровотечений. Они выработали ряд правил своих действий. Решали тесты с последующей самопроверкой....
27 09 2025 21:14:42
Программа не заменяет, а лишь дополняет фактический материал в более сжатой форме, делая определенный акцент на изучении общебиологических закономерностей и человека как биологического объекта. Пpaктическое использование современных педагогических тестов дает учащимся возможность объективно оценивать уровень своих знаний. ...
26 09 2025 12:56:31
В настоящее время большое внимание уделяется вопросам экологии. И это не случайно. Влияние человека на природу возрастает с каждым днем, и человек должен задуматься о последствиях своей хозяйственной деятельности.
...
25 09 2025 17:23:47
Урок разработан для учебника: Сивоглазов В.И. Общая биология. Базовый уровень: учебник для 10–11-х кл. общеобразовательных учреждений. На уроке организуется групповая работа, в ходе которой ребята предлагают варианты решения глобальной проблемы – сохранения многообразия видов....
24 09 2025 20:31:19
Растения, животные, грибы и бактерии живут совместно и испытывают не только влияние факторов неживой природы. но и друг друга. Сообщество живых организмов...
23 09 2025 22:57:53
В конспекте представлена организация групповой и индивидуальной формы работы учащихся по изучению нового материала с использованием текстового материала учебника биологии 5-й класс под редакцией проф. И.Н. Пономарёвой и электронных образовательных ресурсов ЕК ЦОР. Структура урока изложена в соответствии с требованиями ФГОС....
22 09 2025 23:32:10
Учебная Экологическая тропа – одно из средств приобщения детей к природе, - имеет большое значение для образования и воспитания детей. Экологическая тропа – это познание окружающей природы и взаимосвязи её с человеком, определение местных экологических проблем, поиск и пpaктическая реализация доступных для ребят путей их решения....
21 09 2025 11:39:26
Завершающий урок в теме «Дыхание» (9-й класс) позволяет осуществить межпредметные связи. Рассматриваются вопросы химии, биологии, экологии и профилактики здорового образа жизни. Решаются задачи: повторение и закрепление основных понятий темы, умение наблюдать, сравнивать, делать выводы. Использована деловая игра (экологи, врачи) и групповая форма работы. Контроль знаний осуществляется при помощи тестирования, устного опроса, заполнения таблиц, составления логических схем....
20 09 2025 5:50:41
На уроке автор знакомит учащихся с изменениями во внутреннем строении птиц, связанными с полетом. Учит сравнивать между собой птиц и пресмыкающихся. На уроке используются групповые и индивидуальные методы работы, с помощью которых у учащихся формируются умения работать с различными источниками информации, вести монолог и диалог, слушать, анализировать и делать выводы....
19 09 2025 4:18:27
Урок посвящен раскрытию значения нервной системы, систематизации знаний о строении нейрона, углублению понятия о рефлексе, выяснению значения всех звеньев рефлекторного пути.
...
18 09 2025 13:15:45
Урок-игра обобщяет и проверяет знания учащихся о законах наследования и их цитологических основах, о закономерностях изменчивости, ее формах, о методах изучения наследственности человека....
17 09 2025 1:38:59
Представлен урок биологии, на котором основная роль отводится использованию ИКТ в форме презентаций при изучении темы и в ходе закрепления знаний учащихся. Раскрывается значение зрения, строение и функция глаза. Дается понятие зрительного анализатора. Учащиеся выполняют тестовое задание....
16 09 2025 0:24:41
Развитие личности – сложный, перманентный и многогранный процесс, который не должен прерываться ни на одном из этапов развития, а преемственно дополнять каждый последующий. Главная цель современного образования – создание условий для развития творческих способностей личности обучаемых, воспитание у них умений анализировать и принимать самостоятельные решения, формирование навыков самообразования....
15 09 2025 12:34:30
Данный конспект урока по биологии в 9-м классе с использованием презентации «Путешествие в Идеальный город» позволяет учителю изучить особенности строения растительной клетки и функции органелл клетки. Урок проводится в форме драматизационного проекта и соответствует общеобразовательной программе С.Г. Мамонтова, В.Б. Захарова, Н.И. Сонина.
...
14 09 2025 19:22:58
Предложенная игра "Звездный час" проводится для учеников 5–7-х классов. Игру можно провести в предметных неделях по географии и биологии, во время праздника "День птиц" . Задачи игры: закрепить и углубить знания полученные на уроках географии, биологии. Развить логическое мышление, память, интеллектуальные способности; расширять кругозор знаний; воспитывать любовь к природе....
13 09 2025 22:37:43
Игра способствует развитию познавательной активности, творческих способностей учащихся; формирует логическое мышление; прививает навыки коммуникативного общения. Класс делится на комaнды, которым предлагается выполнить ряд заданий творческого и развивающего хаpaктера: кроссворд, экологическое лото, презентация алгоритма природоохранных мероприятий и т.д....
12 09 2025 15:28:24
Урок направлен на обобщение и закрепление знаний об эволюции растительного и животного мира на нашей планете. Совершенствуется умение работать с текстом, развивается логическое мышление, расширяется биологический кругозор....
11 09 2025 2:17:32
В курсе "Общей биологии" есть интересная тема: "Происхождение человека". Предлагаемый конспект урока позволяет в нетривиальной форме систематизировать знания учащихся о движущих силах антропогенеза, об основных этапах палеонтологической летописи происхождения человека, углубить знания о биосоциальной сущности человека разумного....
10 09 2025 11:55:22
Автор углубляет у учащихся понятие "творчество", перевод понятия с исторического уровня в философский, лингвистический, нравственный аспекты. Дети интересуются творчеством М.Цветаевой....
09 09 2025 18:11:36
Представлен конспект урока (краткосрочного проекта) в 11-м классе с использованием ИТ, который расширяет знания учащихся о причинах появления наследственных заболеваний.
...
08 09 2025 6:46:37
На уроке учащиеся знакомятся со строением кишечнополостных, их многообразием. Используются различные формы работы (беседа, работа в группах, самостоятельная поисковая деятельность) и технологии (коллективные способы деятельности, здоровьесберегающие технологии, технология актуализации собственного опыта, поисковая деятельность)....
07 09 2025 14:37:56
Урок проводится с использованием ИКТ и технологии здоровьесбережения. Ученик становится на данном уроке субъектом учебного процесса, а учитель только управляет им....
06 09 2025 23:25:40
Урок построен с учетом психофизических возможностей и способностей учащихся с ограниченными возможностями здоровья. Содержание урока не ограничено учебной программой, можно увидеть применение дополнительной информации по данной теме. Прослеживается связь с жизненным опытом учащихся. К уроку прилагается презентация....
05 09 2025 16:41:31
Контрольно-обобщающий урок для 6-го класса с целью закрепить и обобщить материал темы; проконтролировать уровень учебных компетенций учащихся с помощью КИМ....
04 09 2025 9:53:34
Автором разработан урок в соответствии с УМК под редакцией И.Н. Пономаревой и является уроком изучения нового материала. На изучение раздела "Растения" в 6-м классе по БУП-2004 отводится 1 час в неделю. Это требует интенсифицировать учебный процесс, акцентировать внимание учащихся на наиболее важных и значимых понятиях, из предложенного материала выбрать главное. Реализации этих задач помогают учебные презентации.
...
03 09 2025 2:55:27
На уроке изучается материал о значении воздуха для живых организмов, об изменении состава воздуха, связи процессов, протекающих в живых организмах и окружающем мире. Учащиеся работают с опopными конспектами. Урок способствует формированию коммуникативных и экологических компетенций, прививает основы здорового образа жизни. Урок проводят с использованием личностно-ориентированных технологий....
02 09 2025 5:59:47
![]("/img/contest-medal-icon.png" "\"Лауреат\""){kind=icon}
Чай можно смело назвать напитком № 1 в мире. Ни один из известных аналогов не способен заменить для нас чай. Чай называли «тоу», «тхе», «кха», «чун», «мин». Родиной чайного растения принято называть Китай. Чайный напиток упоминается в рукописях, относящихся к 2700 г. до н. э. Из Китая чай начал свое триумфальное шествие по миру....
01 09 2025 10:41:38
Информационные технологии на уроках биологии реализуют принцип наглядности. Урок повышает интерес к учебе, активизирует мышление учащихся....
31 08 2025 17:37:50
Урок биологии в 8-м классе проводится с использованием презентации и готового мультимедийного учебного пособия. Ученикам не даются готовые сведения по новой теме, они работают с текстом учебника и интеpaктивным диском. При закреплении материала используются кадры презентации с утверждениями "да" или "нет".
...
30 08 2025 22:18:44
Урок дает представление о том, что такое здоровый образ жизни; заставляет учащихся задуматься о необходимости быть здоровым, приобщает к здоровому образу жизни; объясняет роль здоровья в жизни и деятельности человека; развитии общества....
29 08 2025 15:30:27
Данный урок проводится за счет резервного времени с учетом повторения, обобщения и контроля знаний учащихся. Учащиеся должны хорошо усвоить соответствие строения белков и пептидов и их функции. На уроке используются таблицы, плакаты, опopные конспекты для учащихся, а также химическое оборудование для опытов....
28 08 2025 14:11:36
Данный урок знакомит учащихся с домашними животными, обитающими в Казахстане. Знакомит с их разнообразием, с народными понятиями, связанными с животноводством. Углубляет знания о коневодстве и верблюдоводстве их значение в жизни человека, прививает любовь к животным, уважение к труду животноводов и дает профессиональную ориентацию....
27 08 2025 11:40:56
Урок знакомит учащихся со строением цветка и способах опыления.
...
26 08 2025 23:57:13
Еще:
Биология, химия -1 :: Биология, химия -2 :: Биология, химия -3 :: Биология, химия -4 :: Биология, химия -5 :: Биология, химия -6 :: Биология, химия -7 :: Биология, химия -8 :: Биология, химия -9 :: Биология, химия -10 :: Биология, химия -11 :: Биология, химия -12 :: Биология, химия -13 :: Биология, химия -14 :: Биология, химия -15 :: Биология, химия -16 :: Биология, химия -17 ::
Значение водорослей в природе и жизни человека
Функции желез внутренней секреции. Гормоны
Урок изучения нового материала в 11-м классе по общей биологии по теме "Основные этапы (стадии) эволюции человека — антропогенеза"